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Estudo da Novelis mostra vantagens do alumínio em carrocerias

Case de performance apresentado no Simpósio SAE mostra sugestões de substituição ao aço em carroceria body-in-white

O 13º Simpósio SAE Brasil de Novos Materiais e Aplicações na Mobilidade, realizado nos dias 15 e 16 de setembro, teve seu formato totalmente online. Durante a programação, foram discutidas soluções relacionadas à evolução dos materiais e novas tecnologias que podem ajudar a cadeia automotiva na busca pelo incremento da eficiência energética e segurança veicular. 

O alumínio, um dos materiais que mais crescem em participação na composição dos automóveis em todo o mundo — graças à combinação de leveza e resistência —, esteve representado no painel Novas tecnologias dos metálicos para setor automotivo.

Nesse painel, a Novelis apresentou o estudo de uma estrutura de carroceria (body-in-white, BIW) de aço, para o qual foram sugeridas substituições de alguns componentes por alumínio — avaliando a redução de peso obtida com a substituição e como as estruturas se comportam em relação aos requisitos de segurança. 

O case é de um modelo hatch, de plataforma global, produzido mundialmente, cujo BIW original de aço pesa 274 kg. No processo de substituição, foi utilizada uma liga convencional (5754) e duas de alta resistência (Advanz S650 e Advanz S701). 

“O portfólio da Novelis conta com ligas específicas para o setor automotivo, as quais entregam propriedades conforme a demanda para cada peça, componente ou aplicação, seja absorção de energia, formabilidade ou resistência e alta resistência”, disse, em sua apresentação, Oliver Toribio, da área de Pesquisa e Desenvolvimento da Novelis.

Foram realizadas análises de dois modelos. No primeiro, os aços PHS (endurecido por prensagem) e AHSS (avançado de alta resistência) foram substituídos pelas duas ligas de alumínio de alta resistência. O peso da estrutura foi reduzido em 54 kg, chegando a 220 kg. 

No segundo modelo, além da inserção das ligas de alta resistência, o aço MS (aço carbono) também foi substituído pela liga 5754, mantendo apenas o aço HSS (de alta resistência). Nesse caso, o ganho de peso ficou na casa de 30%, chegando a 192 kg. 

Para a avaliação de segurança, os modelos foram submetidos a três simulações computadorizadas: impacto frontal, que ocorre a 64 km/h com 40% de cobertura; impacto lateral, a 50 km/h; e impacto de poste, a 32 km/h. 

No primeiro ensaio, o resultado do modelo 1 foi um pouco inferior ao do baseline de aço (42,2 contra 40,3 mm de intrusão), mas o modelo 2, com a substituição por alumínio mais intensiva, foi de 32,1 mm. 

No teste de poste, a penetração do modelo original foi de 194 mm, praticamente o mesmo resultado do modelo 1, que chegou a 193 mm. Já o modelo 2 novamente apresentou um resultado superior, com 173 mm. 

Na avaliação de impacto lateral, o original apresentou 275 mm de intrusão, enquanto o modelo 1 chegou a 314 mm e o modelo 2, a 271. 

Oliver ressalta que os resultados dos ensaios comprovam que a substituição do aço por alumínio é plenamente factível, com a entrega de performance de segurança semelhante ou superior, além de ganhos significativos de peso. É o que se viu, principalmente, no modelo 2, em que a substituição pelo alumínio foi mais agressiva.

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